tanenbaum_seti_all.pages (525408), страница 93
Текст из файла (страница 93)
Теперь рассмотрим этот же процесс с точки зрения станций С и 1). С находится в зоне действия А, поэтому она также принимает кадр КТЗ и понимает, что скоро по каналу будут передаваться какие-то данные и лучше при этом помолчать и подождать окончания активности соседних станций. Исходя из информации, содержащейся в КТЗ, станция С может предположить, сколько времени займет передача последовательности, включая конечный АСК. В течение этого промежутка С считает, что ее виртуальный канал занят и она может отдыхать. Индикацией такого состояния является последовательность ХАЪ' (Хессчогк АИосаСюп т'есСог — вектор выделенной сети), показанная на рис. 4.24.
Станция Ю не слышит КТЗ, посылаемый А, зато слышит СТЗ, посланный станцией В, и также выставляет ХА'т'. Обратите внимание: сигналы ХАЧ не передаются, а являются лишь внутренними напоминаниями станций о том, что нужно хранить молчание в течение определенного промежутка времени. В противоположность проводным каналам, беспроводные шумны и ненадежны, в какой-то степени из-за СВЧ-печей, работающих в том же диапазоне. В результате вероятность корректной передачи кадра уменьшается пропорционально увеличению длины кадра.
Если вероятность ошибки в одном бите равна р, то вероятность того, что и-битный кадр будет принят корректно, равна (1 — р)". Например, для р= 10-" вероятность корректной передачи полного ЕСЬегпес-кадра длиной 12 144 бит составляет менее 30;4. Если р = 10-', примерно один кадр из 9 будет испорчен. Даже при р = 10-' более 1;4 кадров будет испорчено, то есть за 1 секунду ошибки в кадрах будут возникать примерно 12 раз.
Длинные кадры вообще имеют очень мало шансов дойти да получателя неповрежденными, и их нужно посылать заново, Для решения проблемы зашумленных каналов беспроводных сетей применяется разбиение кадров на небольшие отрезки, каждый из которых содержит собственную контрольную сумму.
Фрагменты нумеруются и падтверлсдаются индишщуальна с использованием протокола с ожиданием (то есть отправитель не может передать фрагмент с номером е + 1, пока не получит подтверждения о доставке Фрагмента с номером т). Захватив канал с помощью диалога, состоящего нз КТЗ и СТЗ, отправитель может передать несколько кадров подряд, как показано на рис. 4.25. Последовательность фрагментов называется пачкой фрагментов. Фрагментация повышает производительность путем принудительной повторной пересылки коротких отрезков кадров, в которых произошла ошибка, а не кадров целиком.
Размер фрагмента не закрепляется стандартам, а является настраиваемым параметром каждой ячейки беспроводной сети и может оптимизироваться базовой станцией. Механизм выставления ХАт' удерживает станции от передачи только до прихода первого подтверждения о доставке. Но есть и другой 348 Глава 4. Подуровень управления доступом к среде механизм (оп описан далес), позволяющий получателю принять всю пачку фраг- ментов без интерференции с сигналами сторонних станций. Пачке фрагментов ;д ~Ф-.'мАУ: з;т; Время — е» Рис.
4.25. Пачка фрагментов Итак, все описанное ранее относится к режиму РСГ (режим распределенной координации) стандарта 802.11. В данном режиме отсутствует централизованный контроль, и станции самостоятельно борются за эфирное время примерно так же, как в Екйегпец Но беспроводные сети могут работать и в другом режиме, который называется РСГ (режим сосредоточенной координации).
Здесь базовая станция опрашивает все подчиненные ей станции, выявляя те из них, которые требуют предоставить им канал. Порядок «выступлений» полностью и централизованно координируется базовой станцией, поэтому коллизии в режиме РСГ исключены. Стандарт лишь предписывает осуществлять такую координацию, но не дает конкретных указаний, касающихся частоты, порядка опросов или наличия либо отсутствия каких-либо приоритетов у отдельных станций. Механизм основан на том, что базовая станция широковещательным способом периодически (10 †1 раз в секунду) передает сигнальный кадр, В нем содержатся такие системные параметры, как последовательности смены частот и периоды пребывания на частотах (для ГНИЯ), данные для синхронизации и т, д. Он также является приглашением для новых станций, которые желают войти в список опрашиваемых станций.
Попав в этот список, станция получает гарантированную долю пропускной способности (при определенных параметрах скорости), то есть ей гарантируется качество обслуживания. Аккумуляторы имеют свойство разряжаться, поэтому в беспроводных сетях экономия электроэнергии — это очень животрепещущий вопрос. В частности, базовая станция может приказать станции идти спать (то есть перейти в режим пониженного потребления) до тех пор, пока ее не разбудят (базовая станция или пользователь). Однако даже в такам «сонном» режиме станция должна иметь возможность сохранять в буфере приходящие кадры для последующей их обработки. Режимы РСГ и гэСГ могут сосуществовать даже внутри одной соты сети. Поначалу это может показаться нереальным: как это так — сосредоточенный и рас- Беспроводные локальные сети 349 пределенный контроль одновременно? Однако стандарт 802.11 действительно предлагает такую возможность.
Это делается путем очень аккуратного определения межкадрового интервала. После отправки кадра необходимо какое-то время простоя, прежде чем какая-либо станция получит разрешение послать кадр. Всего определено четыре интервала, каждый из которых имеет собственное предназначение. Они изображены на рис. 4.26. Служебный кадр следующего фрагмента Время — — ~ Рнс. 4.26. Менгкадровые интервалы в стандарте 802.11 Самый короткий интервал — это Б!ГБ (БЬогг 1псегГгаше 1пгегса! — короткий межкадровый интервал). Он используется для того, чтобы одна из сторон, ведущих диалог с помощью управляющих кадров, могла получить шанс начать первой.
Здесь может быть СТБ, посылаемый приемником в ответ на запрос КТБ; АСК, посылаемый им же после окончания приема фрагмснта илп целого кадра; очередная часть пакета фрагментов, посылаемая отправителем (то есть он пе посылает КТБ после каждого фрагмента). После интервала Б1ГБ ответить может всегда только одна станция. Если она упускает свой шанс и время Р1РБ (РСГ 1пгсгГгашс Брас1пй — мсжкадровый интервал РСГ) истекает, то базовая станция может послать сигнальный кадр или кадр опроса. Этот механизм позволяет станции, посылающей кадр данных нли последовательность фрагментов, закончить свою передачу без какого-либо вмешательства со стороны соседей, но дает и базовой станции возможность после окончания передачи станцией захватить канал, не борясь за него с другими желающими.
Если базовой станции нечего сказать н интервал 1)1РБ (ЭСГ 1псегГгаше Брас1пе — межкадровый интервал РСГ) истекает, то любая станция может попытатьгя захватить канал. Применяются при этом обычные правила борьбы, включая двоичный экспоненциальный откат в случае коллизии. Послелний временной интервал называется Е1РБ (Ехсепг)сд 1пгегГгаше БрасМ вЂ” расширенный межкадровый интервал).
Он используется только той стангккей, которая только что получила испорченный нли неопознанный кадр и хоФет сообщить об этом факте. Почему наиболее низкий приоритет отдан именно му событию г Дело в том, что приемник может сразу не сообразить, что про- 350 Глава 4. Подуровень управления доступом к среде исходит, и ему нужно выждать в течение какого-то интервала, чтобы не прервать своим возмущенным возгласом идущий в зто время диалог между станциями. Стандарт 802.11.
"структура кадра Стандарт 802.11 определяет три класса кадров, передаваемых по каналу: информационные, служебные и управляющие. Все опи имеют заголовки с множеством полей, используемых подуровнем МАС. Кроме того, есть поля, используемые физическим уровнем, но они в основном относятся к методам модуляции, поэтому здесь мы их рассматривать нс будем. Формат информационного кадра показан па рис. 4.27. Вначале идет поле Управление кадров (Ггаше Солгго!). Оно содержит 11 вложенных полей. Первое из них — Версия протокола, именно оно позволяет двум протоколам работать одновременно в одной ячейке сети.
Затем следуют поля Тип (информационный, служебный или управляющий) и Подтип (иапример, ВТЯ или СТЯ). Биты К В5 и От с15 говорят о направлении движения кадра: к межсотовой системе распределения (например, Ейегпес) или от нее. Бит Мг говорит о том, что далее следует еще один фрагмент. Бит Повтор маркирует повторно посылаемый фрагмент, Бит Управление питанием используется базовой станцией для переключения станции в режим пониженного потребления или выхода из этого режима.
Бит Продолжение говорит о том, что вообще-то у отправителя имеются еще кадры для пересылки. Бит И'является индикатором использования шифрования в теле кадра по алгоритму %'ЕР (%!гег! Е1!ц!ча!епт Рготосо! — протокол обеспечения конфиденциальности). Наконец, О говорит приемнику о том, что кадры с этим битом должны обрабатываться строго по порядку. Байты г 2 6 6 6 2 6 0-2312 4 Управление Длительность Адрес 1 Адрес 2 Адрес 3 Номер Адрес 4 Данные Контрольная сумма 2 2 4 1 1 1 1 1 --1--- 1 1 Версия тнп Подтнп МГ Повтор Пнтанне Продолжительность Чу О йв 06 кадром Рно. 4.27.
Информационный кадр стандарта 602.11 Второе основное иоле информационного кадра — это поле Длительность. В нем задается время, которое будет потрачено на передачу кадра и подтверждения. Это поле можно найти н в служебных кадрах, и именно в соответствии с ним станции выставляют признаки КгАУ. Заголовок кадра содержит также четыре адреса в формате, соответствующем стандарту 1ЕЕЕ 802. Понятно, что нужны адреса отправителя и получателя, но что же содержится в двух оставшихся? Дело в том, что кадры могут входить в ячейку или покидать се через базовую станцию.
Два адреса как раз и хранят адреса исходной и целевой ячеек при передаче графика между ячейками. Беспроводные локальныв сети 351 Поле Номер позволяет нумеровать фрагменты. Из 16 доступных бит 12 идентифицируют кадр, а 4 — фрагмент.
Поле Данные содержит передаваемую по каналу информацию, его длина может достигать 2312 байт. В конце, как обычно, расположено поле Контрольния сумма. Управляющие кадры имеют формат, сходный с форматом информационных кадров, за одним исключением; в управляющем кзлре отсутствуют поля базовых станций, поскольку таким кадрам незачем выходить за пределы соты. Служебные кадры гораздо короче: в ннх содержится один нли два адреса, отсутствуют поля Данные и Номер.
Ключевой здесь является информация, содержащаяся в поле Подтип. Значениями обычно являются ВТБ, СТЯ или АСК. Сервисы Стандарт 302.11 утверждает, что все совместимые беспроводные ЛВС должны предоставлять девять типов сервисов (услуг). Их можно разделить на две категории: сервисы распределения (к ним относятся пять из девяти) и станционные (соответственно, четыре сервиса). Сервисы распределения связаны с управлением станциями, находяшимися в данной соте, и взаимодействием с внешними станциями. Станционные сервисы, наоборот, имеют отношение к управлению активностью внутри одной соты. Пять сервисов распределения предоставляются базовой станцией и имеют дело с мобильностью станций при их входе в соту или выходе из нее.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
